JP2022158820A - Construction machine, drive system, and driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業要素を駆動装置で駆動する建設機械、駆動システム及び駆動装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a construction machine, a drive system and a drive that drive a working element with a drive.
一般的な建設機械の駆動装置は、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータである。油圧アクチュエータは、通常、エンジンの動力に応じて油圧ポンプから吐出される作動油の圧力により動作する。 A drive device for a general construction machine is a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder. Hydraulic actuators are normally operated by the pressure of hydraulic fluid discharged from a hydraulic pump according to engine power.
例えば建設機械の一例としての一般的な油圧式ショベルは、建設機械本体の一部である上部旋回体に、ブーム、アーム及びバケットを有する作業要素を接続する。そして、ブーム、アーム及びバケットをそれぞれ、油圧シリンダによって駆動する。 For example, a general hydraulic excavator, which is an example of a construction machine, connects a working element having a boom, an arm, and a bucket to an upper rotating body that is a part of the construction machine body. The boom, arm and bucket are each driven by hydraulic cylinders.
一方、昨今、建設機械の電動化が注目されている。例えば特許文献１は、ブームの基端側の軸部に接続した電動モータによりブームを直接的に駆動する一方、アーム及びバケットの駆動をそれぞれ油圧シリンダで行うショベルを開示する。
On the other hand, the electrification of construction machinery has recently attracted attention. For example,
建設機械を電動化した場合のメリットは、例えば環境負荷や騒音を抑えられる点である。一方、デメリットは、パワー不足（出力不足）である。 Advantages of electrifying construction machinery include, for example, the ability to reduce environmental impact and noise. On the other hand, the demerit is insufficient power (insufficient output).
特許文献１では、ブームの基端側の軸部が直接的に電動モータで駆動される。しかしながら、この場合、ブームを回転させるために電動モータが負担するトルクが大きくなる。そのため、例えば電動モータのサイズによっては、ブームを駆動させるためのトルクを十分に確保できない場合が生じ、電動モータ等を含む駆動装置を大型化する必要が生じ得る。
In
よって、建設機械の電動化に際しては、例えば駆動装置において十分に大きい出力を確保できない場合であっても、言い換えると大型化を抑えながらも、作業要素を望ましい態様で駆動するための工夫が望まれる。 Therefore, when electrifying construction machinery, for example, even if a sufficiently large output cannot be secured in the drive device, in other words, it is desired to devise a method to drive the work elements in a desirable manner while suppressing the increase in size. .
本発明は上記実情を考慮してなされたものであり、出力の小さい駆動装置で又は駆動装置の出力を抑えつつ、建設機械本体に回転可能に接続される作業要素を駆動できる建設機械、駆動システム及び駆動装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a construction machine and drive system capable of driving a working element rotatably connected to a construction machine body with a low-output drive device or while suppressing the output of the drive device. and a driving device.
一実施の形態にかかる建設機械は、建設機械本体に回転可能に接続される作業要素と、回転力を出力する駆動装置と、前記駆動装置と前記作業要素とを接続し、前記駆動装置の回転力を前記作業要素に入力するリンク機構と、を備える。 A construction machine according to one embodiment comprises a working element rotatably connected to a construction machine main body, a driving device for outputting a rotational force, the driving device and the working element connected, and the driving device rotating. a linkage for inputting force into the work element.
前記駆動装置は、前記建設機械本体に設けられ、前記リンク機構は、前記駆動装置に直接的に接続される駆動リンクと、前記駆動リンクと前記作業要素とを接続する連結リンクと、を有してもよい。
この場合、前記駆動リンクの前記建設機械本体に対する接続位置から前記連結リンクに対する接続位置までの長さは、前記作業要素の前記建設機械本体に対する接続位置から前記連結リンクに対する接続位置までの長さよりも小さくてもよい。
また、前記作業要素が所定の姿勢になる際に、前記駆動リンクの前記建設機械本体に対する接続位置と前記連結リンクに対する接続位置とを結んだ直線と、前記連結リンクの前記駆動リンクに対する接続位置と前記作業要素に対する接続位置とを結んだ直線とがなす角度が４５度以上９０度以下となり、前記連結リンクの前記駆動リンクに対する接続位置と前記作業要素に対する接続位置とを結んだ前記直線と、前記作業要素の前記建設機械本体に対する接続位置と前記連結リンクに対する接続位置とを結んだ直線とがなす角度が、４５度以上９０度以下になってもよい。
The drive device is provided in the construction machine body, and the link mechanism has a drive link directly connected to the drive device and a connecting link connecting the drive link and the work element. may
In this case, the length from the connection position of the drive link to the construction machine body to the connection position to the connection link is longer than the length from the connection position of the working element to the construction machine body to the connection position to the connection link. It can be small.
Further, when the working element assumes a predetermined posture, a straight line connecting a connection position of the drive link to the construction machine main body and a connection position of the connection link, and a connection position of the connection link to the drive link. An angle formed by a straight line connecting the connection position with respect to the work element is 45 degrees or more and 90 degrees or less, and the straight line connecting the connection position of the connecting link with respect to the drive link and the connection position with respect to the work element; An angle formed by a straight line connecting a connection position of the working element to the construction machine body and a connection position to the connection link may be 45 degrees or more and 90 degrees or less.
また、前記作業要素は、前記建設機械本体に直接的に回転可能に接続される第１要素と、前記建設機械本体と前記第１要素との接続位置とは異なる位置で前記第１要素に回転可能に接続される第２要素と、を有し、前記リンク機構は、前記駆動装置に直接的に接続される駆動リンクと、前記駆動リンクと前記第２要素とを接続する連結リンクと、を有してもよい。
この場合、前記駆動装置は、前記第１要素における中央よりも前記建設機械本体側の部分又は前記建設機械本体に設けられてもよい。
また、前記第１要素又は前記第１要素と前記建設機械本体とを剛体とみなしたもの、前記駆動リンク、前記連結リンク及び前記第２要素が、交差型の４節リンクを形成してもよい。
また、前記駆動リンクの前記建設機械本体に対する接続位置から前記連結リンクに対する接続位置までの長さは、前記第２要素の前記第１要素に対する接続位置から前記連結リンクに対する接続位置までの長さよりも小さくてもよい。
また、前記第２要素の前記第１要素に対する接続位置から前記連結リンクに対する接続位置までの長さは、前記連結リンクの前記駆動リンクに対する接続位置から前記第２要素に対する接続位置までの長さよりも小さく、前記連結リンクの前記駆動リンクに対する接続位置から前記第２要素に対する接続位置まで長さは、前記第１要素の前記建設機械本体に対する接続位置から前記第２要素に対する接続位置までの長さよりも小さくてもよい。
また、前記作業要素が所定の姿勢になる際に、前記駆動リンクの前記建設機械本体に対する接続位置と前記連結リンクに対する接続位置とを結んだ直線と、前記連結リンクの前記駆動リンクに対する接続位置と前記第２要素に対する接続位置とを結んだ直線とがなす角度が４５度以上９０度以下となり、前記連結リンクの前記駆動リンクに対する接続位置と前記第２要素に対する接続位置とを結んだ前記直線と、前記第２要素の前記第１要素に対する接続位置と前記連結リンクに対する接続位置とを結んだ直線とがなす角度が、４５度以上９０度以下になってもよい。
また、前記駆動装置が前記駆動リンクを回転させる入力回転角度が、前記第２要素が前記第１要素に対して回転する出力回転角度よりも大きくなってもよい。
Further, the working element is a first element that is directly rotatably connected to the construction machine main body, and rotates to the first element at a position different from the connection position between the construction machine main body and the first element. a second element operably connected, the linkage having a drive link directly connected to the drive and a connecting link connecting the drive link and the second element; may have.
In this case, the driving device may be provided in a portion closer to the construction machine body than the center of the first element or in the construction machine body.
Further, the first element or the first element and the construction machine main body assuming a rigid body, the driving link, the connecting link and the second element may form a crossed four-bar link. .
Further, the length from the connection position of the drive link to the construction machine main body to the connection position to the connection link is longer than the length from the connection position of the second element to the first element to the connection position to the connection link. It can be small.
Further, the length from the connection position of the second element to the first element to the connection position to the connection link is longer than the length from the connection position to the drive link of the connection link to the connection position to the second element. The length from the connecting position of the connecting link to the drive link to the connecting position to the second element is smaller than the length from the connecting position to the construction machine main body of the first element to the connecting position to the second element. It can be small.
Further, when the working element assumes a predetermined posture, a straight line connecting a connection position of the drive link to the construction machine main body and a connection position of the connection link, and a connection position of the connection link to the drive link. A straight line connecting the connecting position to the second element forms an angle of 45 degrees or more and 90 degrees or less, and the straight line connecting the connecting position of the connecting link to the drive link and the connecting position to the second element. , and a straight line connecting the connecting position of the second element to the first element and the connecting position to the connecting link may form an angle of 45 degrees or more and 90 degrees or less.
Also, an input rotation angle at which the drive device rotates the drive link may be greater than an output rotation angle at which the second element rotates with respect to the first element.
また、前記作業要素及び前記リンク機構のうちの少なくともいずれかに、伸縮型のダンパが設けられてもよい。
また、前記駆動装置は、電動モータと、前記電動モータの回転を減速する偏心揺動型減速機とを有し、前記偏心揺動型減速機の出力軸が前記回転力を出力してもよい。
Also, at least one of the working element and the link mechanism may be provided with a telescopic damper.
Further, the drive device may include an electric motor and an eccentric oscillating speed reducer that reduces rotation of the electric motor, and an output shaft of the eccentric oscillating speed reducer may output the rotational force. .
一実施の形態にかかる駆動システムは、回転力を出力する駆動装置と、前記駆動装置と建設機械本体に回転可能に接続される作業要素とを接続し、前記駆動装置の回転力を前記作業要素に入力するリンク機構と、を備える。この駆動システムは、詳しくは、建設機械用駆動システムであり、より詳しくは、建設機械の作業要素用駆動システムである。 A drive system according to one embodiment connects a drive device that outputs a rotational force, and a work element that is rotatably connected to the drive device and a construction machine body, and transmits the rotational force of the drive device to the work element. and a linking mechanism that inputs to. This drive system is in particular a drive system for a construction machine, more particularly a drive system for a work element of a construction machine.
一実施の形態にかかる駆動装置は、回転力を出力する出力軸を備え、前記出力軸は、建設機械本体に回転可能に接続される作業要素と回転可能に接続するリンク機構と接続する。この駆動装置は、詳しくは、建設機械用駆動装置であり、より詳しくは、建設機械の作業要素用駆動装置である。 A driving device according to one embodiment includes an output shaft that outputs a rotational force, and the output shaft is connected to a link mechanism that is rotatably connected to a working element that is rotatably connected to a construction machine body. This drive is in particular a drive for a construction machine, more particularly a drive for a working element of a construction machine.
本発明によれば、出力の小さい駆動装置で又は駆動装置の出力を抑えつつ、建設機械本体に回転可能に接続される作業要素を駆動できる。 According to the present invention, a working element rotatably connected to a construction machine body can be driven by a drive device with a small output or while suppressing the output of the drive device.
以下、本発明の各実施の形態について説明する。 Each embodiment of the present invention will be described below.
＜第１の実施の形態＞
図１に示す第１の実施の形態にかかる建設機械１はショベルである。建設機械１は、建設機械本体１０と、建設機械本体１０に回転可能に接続される作業要素２０と、作業要素２０を駆動する回転力を出力する駆動装置３０と、駆動装置３０と作業要素２０とを接続するリンク機構４０と、を備えている。
<First embodiment>
A
建設機械本体１０は、下部走行体１１と、上部旋回体１２とを有する。下部走行体１１は、一対のクローラをモータで駆動することで建設機械１を前後方向に走行させる。下部走行体１１で用いるモータは、電動モータでもよいし、油圧モータでもよいし、エンジンでもよい。
The
上部旋回体１２は、下部走行体１１の上方に配置され、下部走行体１１に回転可能に接続される。上部旋回体１２は、下部走行体１１と上部旋回体１２とが重なる方向に延びる軸を中心に、具体的には上下方向に延びる軸を中心に下部走行体１１に対して回転できる。
The upper revolving
作業要素２０は、建設機械本体１０のうちの上部旋回体１２に回転可能に接続される。詳しくは、作業要素２０は、上部旋回体１２の前側の部分に接続される。作業要素は、建設機械に期待される作業を行う部分であって、例えば姿勢や動き等を変化させることで作業を行う部分である。作業要素は、作業装置や作業部と呼ばれる場合もある。建設機械本体は、作業要素を支持する部分である。
The working
作業要素２０は、ブーム２１と、アーム２２と、バケット２３とを有する。ブーム２１の基端側の部分は、上部旋回体１２の前側の部分に回転可能に接続されている。アーム２２の基端側の部分は、ブーム２１の先端側の部分に回転可能に接続されている。バケット２３の基端側の部分は、アーム２２の先端側の部分に回転可能に接続されている。
図１における符号Ａ１は、ブーム２１の基端側の部分と上部旋回体１２の前側の部分とを接続する接続軸部の中心を通る軸線を示す。ブーム２１は、軸線Ａ１を中心に上部旋回体１２に対して回転可能になっている。
Reference numeral A1 in FIG. 1 indicates an axis passing through the center of the connection shaft connecting the base end side portion of the
ブーム２１は、駆動装置３０の回転力をリンク機構４０を介して入力されることで、軸線Ａ１を中心に回転できる。ブーム２１が回転した際には、作業要素２０の全体が回転する。
The
図２は、建設機械１が、駆動装置３０の回転力によりブーム２１を駆動し、図１に示す状態からその作業要素２０を上方に（矢印ＣＷの方向に）回転させた状態を示す。図３は、建設機械１が、駆動装置３０の回転力によりブーム２１を駆動し、図１に示す状態からその作業要素２０を下方に（矢印ＣＣＷの方向に）回転させた状態を示す。
FIG. 2 shows a state in which the
矢印ＣＷは、軸線Ａ１を中心に図１乃至図３の紙面上で時計周りに回転する方向を示す。矢印ＣＣＷは、軸線Ａ１を中心に図１乃至図３の紙面上で反時計周りに回転する方向を示す。 The arrow CW indicates the direction of clockwise rotation on the paper surface of FIGS. 1 to 3 about the axis A1. An arrow CCW indicates the direction of counterclockwise rotation on the paper surface of FIGS. 1 to 3 about the axis A1.
図１における符号Ａ２は、アーム２２の基端側の部分とブーム２１の先端側の部分とを接続する接続軸部の中心を通る軸線を示す。アーム２２は、軸線Ａ２を中心にブーム２１に対して回転可能になっている。
Reference numeral A2 in FIG. 1 indicates an axis passing through the center of the connecting shaft connecting the base end side portion of the
ブーム２１の建設機械本体１０に対する接続位置とアーム２２に対する接続位置との間の部分と、軸線Ａ２の位置とは異なるアーム２２の基端側の部分とは、アームシリンダ２４で接続されている。アーム２２は、アームシリンダ２４の伸縮に応じて軸線Ａ２を中心に回転できる。なお、アームシリンダ２４は、油圧シリンダでもよいし、電動シリンダでもよい。
An
図１における符号Ａ３は、バケット２３の基端側の部分とアーム２２の先端側の部分とを接続する接続軸部の中心を通る軸線を示す。バケット２３は、軸線Ａ３を中心にアーム２２に対して回転可能になっている。
Reference numeral A3 in FIG. 1 indicates an axis passing through the center of the connection shaft connecting the base end side portion of the
軸線Ａ２の位置とは異なるアーム２２の基端側の部分と、軸線Ａ３の位置とは異なるバケット２３の基端側の部分とは、バケットシリンダ２５で接続されている。バケット２３は、バケットシリンダ２５の伸縮に応じて軸線Ａ３を中心に回転できる。なお、バケットシリンダ２５は、油圧シリンダでもよいし、電動シリンダでもよい。
A
駆動装置３０は、建設機械本体１０のうちの上部旋回体１２に設けられている。詳しくは、図１に示す駆動装置３０は、上部旋回体１２において軸線Ａ１の位置よりも後方の位置で且つ上方の位置に設けられている。
The driving
図４は、図１に示すＩＶ－ＩＶ線に沿う建設機械１の概略的な断面図であり、建設機械１における作業要素２０と駆動装置３０との位置構成及び接続構成を説明する図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
図４に示すように、駆動装置３０は、電動モータ３１と減速機３２とを有する。電動モータ３１及び減速機３２は、上部旋回体１２の一部である上方に延びる支持板１２Ａに支持され、支持板１２Ａを挟んで支持板１２Ａの厚み方向で向き合うように位置している。支持板１２Ａは、上部旋回体１２の上部旋回体本体１２０（建設機械本体１０）の一部である側壁部で構成される。電動モータ３１は、上部旋回体本体１２０内に位置し、上部旋回体本体１２０の上壁部１２Ｒにより上方から覆われている。
As shown in FIG. 4 , the driving
電動モータ３１は回転軸３１Ａを有し、回転軸３１Ａは、ブーム２１の基端側の部分と上部旋回体１２の前側の部分とを接続する接続軸部における軸線Ａ１と平行に延びる。図１及び図４における符号Ａ４は、回転軸３１Ａの中心を通る軸線を示し、回転軸３１Ａは軸線Ａ４を中心に回転する。なお、電動モータ３１は、直流モータでも、交流モータでもよい。
The
減速機３２は、回転軸３１Ａに同軸の状態で接続された入力軸３２Ａと、回転軸３１Ａから入力軸３２Ａに伝達された回転の回転数を所定の減速比で減速させた回転数で出力する出力軸３２Ｂと、を有している。すなわち、出力軸３２Ｂが駆動装置３０の回転力を出力する。
The
図４に示す減速機３２は偏心揺動型減速機である。この場合、減速機３２では、回転軸３１Ａによって回転する入力軸３２Ａの回転が、入力軸３２Ａの外周に配置された伝達歯車３２Ｃからクランク軸３２Ｄに伝達される。クランク軸３２Ｄは、支持する外歯歯車３２Ｅを揺動させることで、外歯歯車３２Ｅの外周に位置する内歯歯車３２Ｆに対して外歯歯車３２Ｅを相対回転させる。
The
図４では、内歯歯車３２Ｆが建設機械本体１０（支持板１２Ａ）に固定されるため、内歯歯車３２Ｆ及び建設機械本体１０に対して、外歯歯車３２Ｅが回転する。そして、いわゆるキャリアとも称される出力軸３２Ｂが、軸線Ａ４を中心に外歯歯車３２Ｅの揺動運動を支持して回転する。
In FIG. 4, since the
内歯歯車３２Ｆは筒状であり、内周面に内歯を有し、外周面にフランジ部３２ＦＡを有する。減速機３２は、フランジ部３２ＦＡに通したボルト等の締結部材３００を支持板１２Ａに締結することで固定される。そして、フランジ部３２ＦＡと支持板１２Ａとの間にはＯリング等の第１シール材１２１が設けられる。第１シール材１２１は支持板１２Ａに形成された溝に収容されるが、フランジ部３２ＦＡに形成される溝に収容されてもよい。第１シール材１２１は、締結部材３００よりも径方向内側に配置される。また、支持板１２Ａには、板凹部１２Ａ１が設けられる。支持板１２Ａは、板凹部１２Ａ１に減速機３２の一部を収容した状態で支持する。板凹部１２Ａ１には、支持板１２Ａ側の出力軸３２Ｂの端部及び内歯歯車３２Ｆの端部が収容されている。
また、電動モータ３１は筒状のケースを有し、ケースの外周面にフランジ部３１Ｆを有する。電動モータ３１は、フランジ部３１Ｆに通したボルト等の締結部材を支持板１２Ａに締結することで固定される。そして、フランジ部３１Ｆと支持板１２Ａとの間にはＯリング等の第２シール材１２２が設けられる。第２シール材１２２は支持板１２Ａに形成された溝に収容されるが、フランジ部３１Ｆに形成される溝に収容されてもよい。
The
Further, the
偏心揺動型減速機では、入力軸３２Ａと伝達歯車３２Ｃとの間及びクランク軸３２Ｄと外歯歯車３２Ｅとの間で減速がなされることで、高減速比での減速が可能となり、高トルクを出力できる。また、外歯歯車３２Ｅと内歯歯車３２Ｆとの歯面同士の接触面積を大きく確保できるため、耐久性が高く高信頼性を確保できる。図４は、複数のクランク軸３２Ｄが周方向に配置される構成の偏心揺動型減速機を示している。しかしながら、減速機３２として用いる偏心揺動型減速機は、クランク軸が外歯歯車の回転軸と同軸になるセンタークランク式でもよいことは言うまでもない。また、減速機３２はその他の形式でもよい。
In the eccentric oscillating speed reducer, speed reduction is performed between the
リンク機構４０は、図１及び図４に示すように、駆動リンク４１と、連結リンク４２とを有し、これら駆動リンク４１及び連結リンク４２により、駆動装置３０とブーム２１とを接続している。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
駆動リンク４１の２つの端部のうちの一方の端部は、減速機３２の出力軸３２Ｂに接続される。すなわち、駆動リンク４１は駆動装置３０に直接的に接続されている。また、駆動リンク４１の２つの端部のうちの他方の端部は、連結リンク４２に接続されている。駆動リンク４１は、減速機３２の出力軸３２Ｂの回転に伴い軸線Ａ４を中心に回転する。図４に示すように、駆動リンク４１にはリンク凹部４１Ａが設けられ、駆動リンク４１は、リンク凹部４１Ａに減速機３２の一部を収容した状態で出力軸３２Ｂと接続する。リンク凹部４１Ａには、駆動リンク４１側の出力軸３２Ｂの端部及び内歯歯車３２Ｆの端部が収容されている。
One of the two ends of
一方で、連結リンク４２の２つの端部のうちの一方の端部は、駆動リンク４１の上記他方の端部に回転可能に接続される。連結リンク４２の一方の端部は、駆動リンク４１が出力軸３２Ｂと接続した側の駆動リンク４１の面に重なる状態で駆動リンク４１に接続される。これにより、駆動装置３０及びリンク機構４０の占有範囲を抑制できる。また、連結リンク４２の２つの端部のうちの他方の端部は、ブーム２１の建設機械本体１０に対する接続位置とアーム２２に対する接続位置との間の部分に回転可能に接続される。
On the other hand, one end of the two ends of the connecting
図１及び図４における符号Ａ５は、駆動リンク４１と連結リンク４２とを接続する接続軸部の中心を通る軸線を示す。連結リンク４２は、軸線Ａ５を中心に駆動リンク４１に対して回転可能になっている。
Reference numeral A5 in FIGS. 1 and 4 indicates an axis line passing through the center of the connecting shaft portion connecting the
図１及び図４における符号Ａ６は、連結リンク４２とブーム２１とを接続する接続軸部の中心を通る軸線を示す。連結リンク４２は、軸線Ａ６を中心にブーム２１に対して回転可能になっている。
Reference numeral A6 in FIGS. 1 and 4 indicates an axis line passing through the center of the connecting shaft portion connecting the connecting
本実施の形態では、図１に示すように、駆動リンク４１と、連結リンク４２と、ブーム２１と、上部旋回体１２とが４節リンク（詳しくは、非平行型の４節リンク）を形成する状態になっている。この場合、駆動装置３０が軸線Ａ４を中心に図１における時計回りの方向に駆動リンク４１を回転させると、図２に示すように、ブーム２１が軸線Ａ１を中心に矢印ＣＷで示す時計回りに回転する。また、駆動装置３０が軸線Ａ４を中心に図１における反時計回りの方向に駆動リンク４１を回転させると、図３に示すように、ブーム２１が軸線Ａ１を中心に矢印ＣＣＷで示す反時計回りに回転する。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the driving
図１を参照し、本実施の形態にかかる建設機械１で形成される４節リンクにおいては、駆動リンク４１の建設機械本体１０に対する接続位置（軸線Ａ４の位置）から連結リンク４２に対する接続位置（軸線Ａ５の位置）までの長さＢが、ブーム２１の建設機械本体１０に対する接続位置（軸線Ａ１の位置）から連結リンク４２に対する接続位置（軸線Ａ６の位置）までの長さＤよりも小さくなっている。
Referring to FIG. 1, in the four-bar link formed by the
図５は４節リンクを幾何学的に示す図であって、４節リンクにおけるリンク長さと入出力トルクとの関係を説明するための図である。図５で示す符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ、４つのリンクの長さを示す。符号Ｌは、長さＢのリンク及び長さＣのリンクの接続点と、長さＡのリンク及び長さＤのリンクの接続点とを結ぶ対角線を示す。α１、α２、α３、α４はそれぞれ、対角線によって内角を割った際の角度を示す。また、Ｔiは、長さＢのリンクを長さＡのリンクとの接続点を中心に回転させた際の入力トルクを示し、ＴＯは、入力Ｔiによって、長さＤのリンクが長さＡのリンクとの接続点を中心に回転する際に出力トルクを示す。 FIG. 5 is a diagram that geometrically shows a four-bar link, and is a diagram for explaining the relationship between the link length and the input/output torque in the four-bar link. Symbols A, B, C, and D shown in FIG. 5 respectively indicate the length of the four links. Reference L denotes a diagonal line connecting the connection point of the link of length B and the link of length C with the connection point of the link of length A and the link of length D. α 1 , α 2 , α 3 , and α 4 respectively indicate angles obtained by dividing the interior angle by the diagonal line. In addition, T i indicates the input torque when the link of length B is rotated around the connection point with the link of length A, and T O indicates that the link of length D is extended by the input T i . It shows the output torque when rotating about the connection point with the link of A.
４節リンクでは、以下の数式の関係が成り立つ。 In the 4-node link, the relationship of the following formula holds.
上記数式は、長さＢが、長さＤよりも小さい場合に、出力トルクＴＯが入力トルクＴiよりも大きくなることを示す。この関係を考慮し、本実施の形態では、駆動リンク４１が出力する入力トルクによって回転するブーム２１が出力する出力トルクが、入力トルクよりも大きくなるように、上述のように駆動リンク４１の建設機械本体１０に対する接続位置から連結リンク４２に対する接続位置までの長さＢを、ブーム２１の建設機械本体１０に対する接続位置から連結リンク４２に対する接続位置までの長さＤよりも小さくしている。これにより、作業要素２０が作業を行う地面等の作業対象に作業要素２０から効率的に力を付与できる。
The above formula shows that when the length B is less than the length D, the output torque T 0 will be greater than the input torque T i . Considering this relationship, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、上述の駆動リンク４１における長さＢがブーム２１における長さＤよりも小さくなるという関係と同時に、駆動装置３０が駆動リンク４１を回転させる入力回転角度が、ブーム２１が建設機械本体１０に対して回転する出力回転角度よりも大きくなるという関係が成り立つ。すなわち、これは、入力時の回転が減速され、出力トルクが入力トルクよりも大きくなることを意味する。この関係が成り立つ場合においても、作業要素２０から作業対象に効率的に力を付与できる。
In addition, in the present embodiment, the length B of the
また、図２において、符号Ｌ１は、駆動リンク４１の建設機械本体１０に対する接続位置（軸線Ａ４の位置）と連結リンク４２に対する接続位置（軸線Ａ５の位置）とを結んだ直線を示す。符号Ｌ２は、連結リンク４２の駆動リンク４１に対する接続位置（軸線Ａ５の位置）とブーム２１に対する接続位置（軸線Ａ６の位置）とを結んだ直線を示す。符号Ｌ３は、ブーム２１の建設機械本体１０に対する接続位置（軸線Ａ１の位置）と連結リンク４２に対する接続位置（軸線Ａ６の位置）とを結んだ直線を示す。
In FIG. 2, L1 indicates a straight line connecting the connection position of the driving
図２に示すように、ブーム２１が上方側に回転された姿勢となる際に、本実施の形態では、直線Ｌ１と直線Ｌ２とがなす角度Ｘが４５度以上９０度以下になり、直線Ｌ２と直線Ｌ３となす角度Ｙが４５度以上９０度以下になる。詳しくは、角度Ｘが約５０度をなしたときに、角度Ｙが約７０度をなしている。このような関係の場合、駆動リンク４１の力が効率的にブーム２１に伝達される。なお、角度Ｘ，Ｙは、内角の角度である。
As shown in FIG. 2, when the
バケット２３で土砂等を掻き取り、作業要素２０を上方に回転させてトラックの荷台まで移動させるような場合、ブーム２１への負荷が大きくなる場合がある。このような状況を考慮し、本実施の形態では、ブーム２１が上方側に回転された姿勢となる際に上記関係を定めるが、この関係を成立させる作業要素２０の姿勢は、作業内容に応じて任意に定めてもよい。
When the
なお、上記角度Ｘ，Ｙの関係においては、角度Ｘが６７．５度以上９０度以下であるときに、角度Ｙが６７．５度以上９０度以下になることがより好ましく、角度Ｘが７５度以上９０度以下であるときに、角度Ｙが７５度以上９０度以下になることがさらに好ましい。 In the relationship between the angles X and Y, when the angle X is 67.5 degrees or more and 90 degrees or less, it is more preferable that the angle Y is 67.5 degrees or more and 90 degrees or less, and the angle X is 75 degrees. It is more preferable that the angle Y is 75 degrees or more and 90 degrees or less when the angle is 90 degrees or more.
また、駆動リンク４１と、連結リンク４２と、ブーム２１と、上部旋回体１２とが形成する４節リンクの形状は特に限られるものではなく、平行４節リンクや、交差型４節リンクでもよい。また、駆動リンク４１及び連結リンク４２は、互いに着脱可能で且つ建設機械本体１０又はブーム２１から着脱可能である。これにより、駆動リンク４１及び連結リンク４２は、異なる形状のものに適宜変更でき、可動範囲、増減速、倍力比等を適宜調整することが可能となる。また、本実施の形態では、図５における長さＢのリンクが、駆動リンク４１に対応し、図５における長さＤのリンクが、ブーム２１に対応する。ただし、駆動リンク４１と、連結リンク４２と、ブーム２１と、上部旋回体１２とが形成する４節リンクの各長さは特に限定されるものではない。例えば、図５における長さＢのリンクが、連結リンク４２に対応する構成や、図５における長さＣのリンクが駆動リンク４１に対応する構成等が採用されてもよい。また、図１乃至３等に示す駆動リンク４１や、連結リンク４２等の長さは誇張して示されており、実際のものと相違する。なお、駆動装置３０及びリンク機構４０は、駆動システムを構成する。
Further, the shape of the four-bar link formed by the
また、図６Ａは、図２に示す状態から更に作業要素２０を上方に回転させた、待機位置の状態の建設機械１の側面図である。詳しくは、ブーム２１が、図２に示す状態から更に上方に回転することにより、ブーム待機位置に至っている。また、アーム２２は、図２に示す状態から下方に向けて反時計回りの方向に回転することにより、アーム待機位置に至っている。ブーム待機位置は、紙面時計回り方向におけるブーム２１の回転限界位置である。アーム待機位置は、紙面反時計回り方向におけるアーム２２の回転限界位置である。待機位置は、ブーム２１がブーム待機位置になり且つアーム２２がアーム待機位置になることで形成される。
FIG. 6A is a side view of the
図６Ａに示すように、ブーム２１がブーム待機位置になる場合、紙面時計回り方向に回転する駆動リンク４１が建設機械本体１０の上部旋回体１２に設けられたストッパ部１２Ｓに接して回転を制限される。図１乃至図４を参照し、ストッパ部１２Ｓは、上部旋回体１２の支持板１２Ａ（図４参照）に設けられた駆動装置３０の後方に設けられる。
As shown in FIG. 6A , when the
図示のストッパ部１２Ｓは、水平に延びる接触面を形成し、この接触面で駆動リンク４１に接する。ただし、ストッパ部１２Ｓの接触面は、任意に定められるブーム２１の回転限界位置に応じて、垂直に延びる態様にも、傾斜して延びる態様にもなり得る。
The illustrated
図６Ａにおける符号Ｇｐは、待機位置の作業要素２０の重心位置を示す。符号Ｖは、ブーム２１の回転中心である軸線Ａ１から鉛直方向に延びる垂直線を示す。図６Ａに示す待機位置では、作業要素２０の重心位置Ｇｐが垂直線Ｖよりも後方で且つ軸線Ａ１の上方にある。この場合、作業要素２０は、紙面時計回りに回転しようとする。ここで、本実施の形態では、駆動リンク４１がストッパ部１２Ｓに接することで回転が制限される。
Reference Gp in FIG. 6A indicates the position of the center of gravity of the working
また、図１乃至３及び図６Ａには、待機位置の作業要素２０に対するロック部材１２Ｌが示されている。図６Ａには、同図内の矢印ＶＩＡの方向に見た際の領域Ｔが示されている。領域Ｔを参照し、ロック部材１２Ｌは、待機位置の作業要素２０をロックしない場合には、破線で示すように、上部旋回体１２の側壁部に沿って前後方向に延びる状態になっている。そして、待機位置の作業要素２０をロックする場合、ロック部材１２Ｌは、後部を回転中心として幅方向に回転する。そして、ロック部材１２Ｌは、待機位置の作業要素２０に接続された駆動リンク４１の上方において、駆動リンク４１と重なる。これにより、駆動リンク４１の紙面反時計回りの回転も制限される。以上のようなストッパ部１２Ｓ及びロック部材１２Ｌにより、作業要素２０を待機位置にした建設機械１を安全に保管できる。より具体的には、作業要素２０が待機位置になり、電源が落とされた際に、作業要素２０が前方にも後方にも回転しない状態になる。
Figures 1-3 and 6A also show the locking
図６Ｂは、建設機械１の変形例を示す。図６Ｂの変形例では、ロック部材１２Ｌの構成が図６Ａと異なる。図６Ｂに示すロック部材１２Ｌは、柱状の部材である。このロック部材１２Ｌは、待機位置の作業要素２０に接続された駆動リンク４１の上方に位置するように上部旋回体１２の側壁部に嵌め込まれている。
6B shows a modification of the
次に、本実施の形態に係る建設機械１の作用を説明する。
Next, operation of the
ブーム２１を回転させる際、駆動装置３０の回転力がリンク機構４０を介してブーム２１に入力される。これにより、ブーム２１は、軸線Ａ１を中心に回転する。
When rotating the
詳しくは、駆動装置３０が軸線Ａ４を中心に図１における時計回りの方向に駆動リンク４１を回転させると、図２に示すように、ブーム２１が軸線Ａ１を中心に矢印ＣＷで示す時計回りに回転する。駆動装置３０が軸線Ａ４を中心に図１における反時計回りの方向に駆動リンク４１を回転させると、図３に示すように、ブーム２１が軸線Ａ１を中心に矢印ＣＣＷで示す反時計回りに回転する。
Specifically, when the driving
そして、本実施の形態では、リンク機構４０によって駆動装置３０の回転力がブーム２１に作用する一方向の力に変換される。そして、このブーム２１に作用する力を、ブーム２１の建設機械本体１０側の回転軸（軸線Ａ１が位置する接続軸部）から離れた位置において作用させている。これにより、ブーム２１の回転中心となる軸線Ａ１と力の作用点との距離を確保でき、例えば出力の小さい駆動装置３０の場合であっても又は駆動装置３０の出力を抑えた場合であっても、ブーム２１に入力されるトルクを大きく確保することが可能となり、簡単にブーム２１を回転させることが可能となる。
In this embodiment, the
よって、本実施の形態にかかる建設機械１によれば、出力の小さい駆動装置３０で又は駆動装置３０の出力を抑えつつ、作業要素２０を駆動できる。具体的には、例えば駆動装置３０が電動モータを利用するものであり、一般的な油圧モータよりも出力を大きく確保し難い場合等であっても、油圧モータを用いた場合に対して遜色のない態様で作業要素２０を駆動させ得る。
Therefore, according to the
また、本実施の形態では駆動装置３０が建設機械本体１０に設けられ、リンク機構４０が、駆動装置３０に直接的に接続される駆動リンク４１と、駆動リンク４１とブーム２１とを接続する連結リンク４２と、を有する。これにより、駆動リンク４１、連結リンク４２、ブーム２１及び建設機械本体１０が４節リンクを形成し、構造を複雑化することなく駆動リンク４１の建設機械本体１０に対する回転に伴いブーム２１が回転する。そのため、建設機械１が過剰に複雑化、重量増加及び大型化することを回避できる。
Further, in the present embodiment, the driving
また、本実施の形態では、駆動装置３０がブーム２１と建設機械本体１０との接続位置よりも後方に位置する。これにより、建設機械１の重心が前寄りになることを回避できるため、重量バランスを良好にすることができる。
Further, in the present embodiment, the driving
また、駆動リンク４１の建設機械本体１０に対する接続位置から連結リンク４２に対する接続位置までの長さＢが、ブーム２１の建設機械本体１０に対する接続位置から連結リンク４２に対する接続位置までの長さＤよりも小さい。この構成では、建設機械本体１０周りに回転するブーム２１の回転力（トルク）が、駆動装置３０周りに回転する駆動リンク４１の回転力（トルク）よりも大きくなる。これにより、作業要素２０から作業対象に効率的に力を付与できる。
Further, the length B from the connection position of the
また、建設機械１では、作業要素２０が所定の姿勢になる際に、具体的にはブーム２１が上方側に回転された姿勢の際に、図２に示すように、直線Ｌ１と直線Ｌ２とがなす角度が４５度以上９０度以下となり、直線Ｌ２と直線Ｌ３とがなす角度が、４５度以上９０度以下になる。これにより、駆動装置３０の回転力を効率的にブーム２１に伝達できる。
Further, in the
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態にかかる建設機械２を説明する。
<Second Embodiment>
Next, a
図７は建設機械２の側面図である。図８は、建設機械２が、図７に示す状態からブーム２１を下げるとともにアーム２２を前方（建設機械本体から離れる方向）へ延ばした状態を示す。図９は、建設機械２が、図７に示す状態からアーム２２を図８の場合とは反対の、手前側（建設機械本体に近づく方向）に引いた状態を示す。図１０は、図７に示すＸ－Ｘ線に沿う建設機械２の概略的な断面図であり、建設機械２における作業要素２０と駆動装置３０との位置構成及び接続構成を示す図である。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
7 is a side view of the
本実施の形態では、リンク機構４０における連結リンク４２が作業要素２０のうちのアーム２２に接続されている。
In this embodiment, the connecting
駆動装置３０は建設機械本体１０に設けられ、駆動リンク４１の２つの端部のうちの一方の端部は、駆動装置３０における減速機３２の出力軸３２Ｂに接続される。駆動リンク４１の２つの端部のうちの他方の端部は、連結リンク４２の２つの端部のうちの一方の端部に回転可能に接続される。そして、連結リンク４２の２つの端部のうちの他方の端部が、アーム２２に回転可能に接続されている。
The
連結リンク４２の上記他方の端部は、詳しくはアーム２２のブーム２１に対する接続位置（軸線Ａ２の位置）とバケット２３に対する接続位置（軸線Ａ３の位置）との間の部分に接続されている。
More specifically, the other end of the connecting
図７乃至図９における符号Ａ６’は、連結リンク４２とアーム２２とを接続する接続軸部の中心を通る軸線を示す。なお、本実施の形態においては、ブーム２１が第１要素に対応し、アーム２２が第２要素に対応する。
Reference numeral A6' in FIGS. 7 to 9 indicates an axis passing through the center of the connecting shaft portion connecting the connecting
また、本実施の形態では上部旋回体１２にブーム駆動装置５０が設けられている。図１０に示すように、ブーム駆動装置５０は、ブーム用電動モータ５１と、ブーム用減速機５２とを有する。ブーム用電動モータ５１及びブーム用減速機５２は、上部旋回体１２の一部である上方に延びるブーム用支持板１２Ｂに支持されている。
Further, in the present embodiment, a
ブーム用電動モータ５１の回転軸及びブーム用減速機５２の出力軸は同軸に位置し、軸線Ａ１は、上記回転軸及び出力軸の各中心軸線上に跨がって位置する。ここで、本実施の形態では、ブーム２１の回転中心となる軸線Ａ１と駆動リンク４１の建設機械本体１０側の回転中心となる軸線Ａ４とが同軸になるように駆動装置３０とブーム駆動装置５０とが配置されている。ただし、駆動装置３０とブーム駆動装置５０とは回転的に接続せれておらず、各々独立に駆動する。
The rotating shaft of the boom
本実施の形態におけるブーム用減速機５２は、減速機３２と同様に偏心揺動型減速機として構成される。ブーム用減速機５２の詳細な構造の説明は省略するが、ブーム用減速機５２はその出力軸にブーム２１の基端側の部分を固定する。すなわち、本実施の形態では、ブーム２１がブーム駆動装置５０によって直接的に回転される。
Like the
そして、以上のようにリンク機構４０を介して駆動装置３０とアーム２２とを接続することにより、本実施の形態では、図７に示すように、駆動リンク４１と、連結リンク４２と、アーム２２と、ブーム２１及び建設機械本体１０を剛体とみなしたものとが、交差型の４節リンクを形成する。
By connecting the driving
この場合、図７の状態から駆動装置３０が軸線Ａ４を中心に図７における反時計回りの方向に駆動リンク４１を回転させると、図８に示すように、アーム２２が、軸線Ａ２を中心に矢印ＣＷで示す時計回りに回転する。また、図７の状態から駆動装置３０が軸線Ａ４を中心に図７における時計回りの方向に駆動リンク４１を回転させると、図９に示すように、アーム２２が、軸線Ａ２を中心に矢印ＣＣＷで示す反時計回りに回転する。
In this case, when the driving
また、本実施の形態では、図７に示すように、駆動リンク４１の建設機械本体１０に対する接続位置（軸線Ａ４の位置）から連結リンク４２に対する接続位置（軸線Ａ５の位置）までの長さＢが、アーム２２のブーム２１に対する接続位置（軸線Ａ２の位置）から連結リンク４２に対する接続位置（軸線Ａ６’の位置）までの長さＤよりも小さい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the length B from the connection position (axis A4 position) of the
すなわち、本実施の形態では、駆動リンク４１が出力する入力トルクによって回転するアーム２２が出力する出力トルクが、入力トルクよりも大きくなるように、長さＢを長さＤよりも小さくしている。この関係と同時に、駆動装置３０が駆動リンク４１を回転させる入力回転角度が、アーム２２が建設機械本体１０に対して回転する出力回転角度よりも大きくなるという関係も成り立つ。
That is, in the present embodiment, the length B is made smaller than the length D so that the output torque output by the
また、４節リンクを構成する各部の長さをさらに詳述すると、アーム２２における上記長さＤは、連結リンク４２の駆動リンク４１に対する接続位置（軸線Ａ５の位置）からアーム２２に対する接続位置（軸線Ａ６’の位置）までの長さＣよりも小さい。連結リンク４２における上記長さＣは、ブーム２１の建設機械本体１０に対する接続位置（軸線Ａ１の位置）からアーム２２に対する接続位置（軸線Ａ２の位置）までの長さＤよりも小さい。本件発明者は、鋭意検討の結果、リンク機構４０によりショベルのアーム２２を駆動する場合、この長さ関係であると好適に作業対象に力を付与できることを知見した。
In more detail, the length D of each part constituting the four-bar link will be described. (position of axis A6')). The length C of the connecting
また、図７に示すように、アーム２２が概ね上下方向に沿う姿勢となる際に、本実施の形態では、角度Ｘ’が４５度以上９０度以下となり、角度Ｙ’が、４５度以上９０度以下になる。角度Ｘ’は、駆動リンク４１の建設機械本体１０に対する接続位置と連結リンク４２に対する接続位置とを結んだ直線と、連結リンク４２の駆動リンク４１に対する接続位置とアーム２２に対する接続位置とを結んだ直線とがなす角度（内角）である。角度Ｙ’は、連結リンク４２の駆動リンク４１に対する接続位置とアーム２２に対する接続位置とを結んだ直線と、アーム２２のブーム２１に対する接続位置と連結リンク４２に対する接続位置とを結んだ直線とがなす角度である。
Further, as shown in FIG. 7, when the
バケット２３で土砂等を掻き取る際には、アーム２２への負荷が大きくなる場合がある。このような状況を考慮し、本実施の形態では上記関係を定めるが、上記関係を成立させる作業要素２０の姿勢は、作業内容に応じて任意に定めてもよい。
When scraping earth and sand with the
なお、上記角度Ｘ’，Ｙ’の関係においては、角度Ｘ’が６７．５度以上９０度以下であるときに、角度Ｙ’が６７．５度以上９０度以下になることがより好ましく、角度Ｘ’が７５度以上９０度以下であるときに、角度Ｙ’が７５度以上９０度以下になることがさらに好ましい。 In addition, in the relationship between the angles X' and Y', it is more preferable that the angle Y' is 67.5 degrees or more and 90 degrees or less when the angle X' is 67.5 degrees or more and 90 degrees or less. More preferably, when the angle X' is 75 degrees or more and 90 degrees or less, the angle Y' is 75 degrees or more and 90 degrees or less.
また、駆動リンク４１と、連結リンク４２と、ブーム２１と、上部旋回体１２とが形成する４節リンクの形状は特に限られるものではなく、平行４節リンクや、非交差の非平行型４節リンクでもよい。
Further, the shape of the four-bar link formed by the
また、本実施の形態では、駆動装置３０が建設機械本体１０に設けられるが、駆動装置３０はブーム２１に設けられてもよい。この場合、駆動装置３０は、重量バランスを考慮し、ブーム２１における中央よりも建設機械本体１０側の部分に設けられるのが良い。
Further, although the driving
以上に説明した第３の実施の形態では、リンク機構４０によって駆動装置３０の回転力がアーム２２に作用する一方向の力に変換される。そして、このアーム２２に作用する力を、アーム２２のブーム２１側の回転軸（軸線Ａ２が位置する接続軸部）から離れた位置において作用させている。これにより、アーム２２の回転中心となる軸線Ａ２と力の作用点との距離を確保でき、例えば出力の小さい駆動装置３０の場合であっても又は駆動装置３０の出力を抑えた場合であっても、アーム２２に入力されるトルクを大きく確保することが可能となり、簡単にアーム２２を回転させることが可能となる。
In the third embodiment described above, the
よって、本実施の形態にかかる建設機械３によれば、出力の小さい駆動装置３０で又は駆動装置３０の出力を抑えつつ、作業要素２０を駆動できる。
Therefore, according to the
また、リンク機構４０を用いることにより、アーム２２から離れた位置に配置した駆動装置３０でアームを駆動できるため、駆動装置３０の配置自由度を向上できる。本実施の形態では、アーム２２を駆動する駆動装置３０が建設機械本体１０に設けられるため、重量物を建設機械３の重心に近づけることができ、良好な重量バランスが得られる。
Further, by using the
また、本実施の形態では駆動装置３０が建設機械本体１０に設けられることで、ブーム２１と建設機械本体１０とを剛体とみなしたもの、駆動リンク４１、連結リンク４２及びアーム２２が４節リンクを形成し、構造を複雑化することなく駆動リンク４１の回転に伴いアーム２２が回転する。上記４節リンクは交差型の４節リンクである。これにより、リンク機構と作業要素との一部を交差させることで構成部材の占有範囲を抑制できる。
Further, in the present embodiment, the driving
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態にかかる建設機械３を説明する。図１１は建設機械３の側面図である。本実施の形態における構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a
本実施の形態では、アーム２２に設けられたバケット駆動装置６０とバケット２３とがバケット用リンク機構４００によって接続されている。バケット駆動装置６０は、上述した駆動装置３０と同様に、電動モータと減速機とを有する。バケット用リンク機構４００は、バケット駆動装置６０に直接的に接続されるバケット用駆動リンク４０１と、バケット用駆動リンク４０１とバケット２３とを接続するバケット用連結リンク４０２とを有する。その他の構成は、第２の実施の形態と同じである。
In the present embodiment, the
本実施の形態にかかる建設機械３によれば、出力の小さいバケット駆動装置６０で又はバケット駆動装置６０の出力を抑えつつ、バケット２３を駆動できる。また、本実施の形態では、バケット駆動装置６０がバケット２３とアーム２２との接続部よりもアーム２２とブーム２１との接続部よりのアーム２２に設けられ、一方で、駆動装置３０及びブーム駆動装置５０が建設機械本体１０に設けられる。これにより、建設機械３の重心位置が前方寄りになることを回避でき、良好な重量バランスが得られる。
According to the
＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態にかかる建設機械４を説明する。図１２は建設機械４の側面図である。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
Next, a
本実施の形態では、リンク機構４０の連結リンク４２に伸縮型のダンパ４４が設けられている。ダンパ４４は、連結リンク４２に所定値以上の圧縮力が負荷された際に、内部に充填したオイルをリリーフ弁４５から排出することで、連結リンク４２を圧縮させる。なお、ダンパ４４の構成は特に限られるものではない。その他の構成は第３の実施の形態と同じである。
In this embodiment, the connecting
第４の実施の形態にかかる建設機械４によれば、作業要素２０に作用する圧縮力が駆動装置３０に伝達される前にダンパ４４から逃がすことで、駆動装置３０、特にその減速機３２の歯面を保護できる。連結リンク４２がアーム２２に接続される場合、地面等の作業対象からバケット２３に加わる反力に起因して連結リンク４２に圧縮力が加わり、減速機３２への負荷大きくなる場合がある。この点を考慮し、本実施の形態では連結リンク４２にダンパ４４が設けられている。なお、ダンパ４４は、作業要素２０に設けられてもよいし、駆動リンク４１に設けられてもよい。
According to the
＜第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態にかかる建設機械５を説明する。図１３は建設機械５の側面図である。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第４の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a
本実施の形態にかかる建設機械５はブルドーザであり、建設機械本体１０に接続される作業要素２０が、建設機械本体１０に直接的に回転可能に支持されるリフトアーム２６と、リフトアーム２６に回転可能に接続されるブレード２７とを有する。駆動装置３０は建設機械本体１０に設けられ、リンク機構４０は、駆動装置３０に接続される駆動リンク４１と、駆動リンク４１とリフトアーム２６とを接続する連結リンク４２とを有する。
The
本実施の形態にかかる建設機械５は、駆動装置３０により駆動リンク４１を回転させることで、リフトアーム２６を上下動させることができる。本実施の形態で例示したように、リンク機構４０はショベル以外の種々の建設機械においても適用できる。
The
なお、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。本明細書で開示した実施形態のうち、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。 Aspects of the present invention are not limited to the above-described individual embodiments, but include various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the above-described contents. That is, various additions, changes, and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and spirit of the present invention derived from the content defined in the claims and equivalents thereof. Among the embodiments disclosed in this specification, those composed of a plurality of objects may be integrated, and conversely, those composed of a single object may be divided into a plurality of objects. be able to. Regardless of whether they are integrated or not, it is sufficient that they are constructed so as to achieve the object of the invention.
例えば、第１の実施の形態では、駆動装置３０における電動モータ３１及び減速機３２が、支持板１２Ａを挟んで支持板１２Ａの厚み方向で向き合うように配置されている。これに代えて、図１４の変形例に示すように、支持板１２Ａの片面に電動モータ３１及び減速機３２が支持されてもよい。そして、電動モータ３１及び減速機３２は、上部旋回体１２の上部旋回体本体１２０の内部に配置され、上部旋回体本体１２０に覆われもよい。図１４では、支持板１２Ａと、減速機３２の内歯歯車外周のフランジ部３２ＦＡとの間に締結部材３００が通されている。さらに、締結部材３００は、フランジ部３２ＦＡ側から延び出し、モータ取付台３０１に締結されている。モータ取付台３０１は筒状であり、フランジ部３２ＦＡ側とは反対の側の端部で電動モータ３１を支持している。なお、図１４の構成に代えて、出力軸３２Ｂに固定されたモータ取付台３０１に電動モータ３１が支持されてもよい。また、上述の図１乃至図１２に示した実施の形態では、作業要素２０が建設機械本体１０の側面に取り付けられている。ただし、作業要素２０の取り付け位置は、特に限られない。作業要素２０は、例えば建設機械本体１０の前部中央に取り付けられてもよい。
For example, in the first embodiment, the
１，２, ３，４，５…建設機械、１０…建設機械本体、１１…下部走行体、１２…上部旋回体、１２０…上部旋回体本体、１２１…第１シール材、１２２…第２シール材、１２Ａ…支持板、１２Ａ１…板凹部、１２Ｂ…ブーム用支持板、１２Ｒ…上壁部、１２Ｓ…ストッパ部、１２Ｌ…ロック部材、２０…作業要素、２１…ブーム、２２…アーム、２３…バケット、２４…アームシリンダ、２５…バケットシリンダ、２６…リフトアーム、２７…ブレード、３０…駆動装置、３１…電動モータ、３１Ａ…回転軸、３１Ｆ…フランジ部、３２…減速機、３２Ａ…入力軸、３２Ｂ…出力軸、３２Ｃ…伝達歯車、３２Ｄ…クランク軸、３２Ｅ…外歯歯車、３２Ｆ…内歯歯車、３２ＦＡ…フランジ部、３００…締結部材、３０１…モータ取付台、４０…リンク機構、４１…駆動リンク、４１Ａ…リンク凹部、４２…連結リンク、４２Ａ…凹所、４２Ｂ…係止部、４２Ｃ…相手部材、４００…バケット用リンク機構、４０１…バケット用駆動リンク、４０２…バケット用連結リンク、４４…ダンパ、５０…ブーム駆動装置、５１…ブーム用電動モータ、５２…ブーム用減速機、６０…バケット駆動装置、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６, Ａ６’…軸線
DESCRIPTION OF
Claims (15)
回転力を出力する駆動装置と、
前記駆動装置と前記作業要素とを接続し、前記駆動装置の回転力を前記作業要素に入力するリンク機構と、を備える建設機械。 a working element rotatably connected to the construction machine body;
a driving device that outputs a rotational force;
A construction machine comprising: a link mechanism that connects the driving device and the working element and inputs a rotational force of the driving device to the working element.
前記リンク機構は、前記駆動装置に直接的に接続される駆動リンクと、前記駆動リンクと前記作業要素とを接続する連結リンクと、を有する、請求項１に記載の建設機械。 The driving device is provided in the construction machine body,
2. The construction machine according to claim 1, wherein said link mechanism has a drive link directly connected to said drive device and a connecting link connecting said drive link and said work element.
前記リンク機構は、前記駆動装置に直接的に接続される駆動リンクと、前記駆動リンクと前記第２要素とを接続する連結リンクと、を有する、請求項１に記載の建設機械。 The working element includes a first element directly rotatably connected to the construction machine main body and rotatable to the first element at a position different from a connection position between the construction machine main body and the first element. a second element connected;
2. The construction machine according to claim 1, wherein said link mechanism has a drive link directly connected to said drive device and a connecting link connecting said drive link and said second element.
前記連結リンクの前記駆動リンクに対する接続位置から前記第２要素に対する接続位置まで長さは、前記第１要素の前記建設機械本体に対する接続位置から前記第２要素に対する接続位置までの長さよりも小さい、請求項８に記載の建設機械。 the length from the connection position of the second element to the first element to the connection position to the connection link is smaller than the length from the connection position of the connection link to the drive link to the connection position to the second element;
The length from the connecting position of the connecting link to the drive link to the connecting position to the second element is smaller than the length from the connecting position of the first element to the construction machine body to the connecting position to the second element, The construction machine according to claim 8.
前記駆動装置と建設機械本体に回転可能に接続される作業要素とを接続し、前記駆動装置の回転力を前記作業要素に入力するリンク機構と、を備える駆動システム。 a driving device that outputs a rotational force;
A drive system comprising: a link mechanism that connects the drive device and a working element that is rotatably connected to a construction machine body, and that inputs a rotational force of the drive device to the work element.
前記出力軸は、建設機械本体に回転可能に接続される作業要素と回転可能に接続するリンク機構と接続する、駆動装置。 Equipped with an output shaft that outputs rotational force,
A driving device, wherein the output shaft is connected to a link mechanism that is rotatably connected to a working element that is rotatably connected to a construction machine body.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210330824.XA CN115142488A (en) | 2021-03-31 | 2022-03-30 | Construction machine, drive system, and drive device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021060055 | 2021-03-31 | ||
| JP2021060055 | 2021-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022158820A true JP2022158820A (en) | 2022-10-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021141884A Pending JP2022158820A (en) | 2021-03-31 | 2021-08-31 | Construction machine, drive system, and driving device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2021
- 2021-08-31 JP JP2021141884A patent/JP2022158820A/en active Pending
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